Der Leiter des Höhenforschungsprogramms der NASA bezeichnete die ersten Starts der Solar Flare Sounding Rocket Campaign der Raumfahrtbehörde im April als „perfektes Beispiel“ für die Zusammenarbeit zwischen Einrichtungen, darunter der Poker Flat Research Range nordöstlich von Fairbanks. Das Gebiet gehört dem University of Alaska Fairbanks Geophysical Institute und wird von diesem betrieben.
Kurz vor Poker Flat starteten am 17. April zwei Höhenforschungsraketen vom Typ Black Brant IX, um Daten darüber zu sammeln bis mittelgroße Sonneneruption.
Die Starts schlossen die Saison 2023–24 der Raketenreihe ab, die zwei erfolgreiche Starts im November beinhaltete.
„Diese vom Wallops Flight Facility Sounding Rockets Program Office der NASA durchgeführte Kampagne ist das perfekte Beispiel für die Zusammenarbeit zwischen mehreren Einsatzstandorten“, sagte Giovanni Rosanova, Leiter des Höhenforschungsraketenprogramms.
„Die Nutzlasten mit großen Teleskopen wurden ursprünglich auf der White Sands Missile Range in New Mexico integriert und zur Poker Flat Research Range in Alaska geschickt, wo wir problemlos auf die richtigen wissenschaftlichen Bedingungen für den Start warten können“, sagte er.
Die NASA hat ihre solaren Höhenforschungsraketen in der Vergangenheit von der White Sands Missile Range der Armee in New Mexico aus gestartet. Poker Flat bot bei den Markteinführungen im April eine größere Flexibilität, da die Lage in einer dünn besiedelten Region kaum Störungen verursacht und längere Markteinführungszeiten ermöglicht. Das gab den beiden leitenden Wissenschaftlern genügend Zeit, auf eine geeignete Sonneneruption zu warten.
Die Universität betreibt Poker Flat im Rahmen eines Vertrags mit Wallops Flight Facility. Das von der Heliophysics-Abteilung der NASA finanzierte Sounding Rockets-Programm wird in der Wallops-Anlage in Virginia unter dem Goddard Space Flight Center der Agentur in Greenbelt, Maryland, verwaltet.
„Die Missionen waren erfolgreich, weil die hochqualifizierten und engagierten Teams zusammenarbeiteten, um den Weg für eine neue Art wissenschaftlicher Untersuchungen zu ebnen“, sagte Rosanova über die Entscheidung der Agentur, Höhenforschungsraketen zur Untersuchung von Sonneneruptionen einzusetzen. „Wir begrüßen weitere solcher Kampagnen in den kommenden Jahren.“
PKäthe Rich, Direktorin der Oker Flat Research Range, sagte, dass die 2023-24-Reihe ungewöhnlich für die Reihe sei, mit Markteinführungen im November und April und nicht in den Monaten dazwischen.
„Herbststarts wurden bei Poker Flat noch nie durchgeführt, hauptsächlich weil die Herbstmonate im Allgemeinen so bewölkt sind“, sagte sie über die beiden Novemberstarts. „Wir hatten sehr früh im Startfenster klaren Himmel und gleichzeitig gute Bedingungen, womit niemand wirklich gerechnet hatte.“
Die beiden Starts im April waren die ersten Solarstarts von Poker Flat und der Höhepunkt von mehr als vierjähriger Arbeit, sagte Rich.
„Wir freuen uns sehr, dass sie so erfolgreich waren“, sagte sie.
Die Starts im April fanden auch tagsüber statt, was für die Poker Flat-Crew etwas anders ist, da Starts für die Polarlichtforschung normalerweise im Dunkeln stattfinden.
„Für unsere Crew fühlte es sich einfach ziemlich seltsam und ein wenig verwirrend an, den Countdown für eine Rakete abzuzählen, während es noch hell war“, sagte Rich.
Das fast zweiwöchige Startfenster am Tag wirkte sich auch auf die Luftfahrt rund um die Gemeinden in der Flugbahn der Raketen aus. Während die Wissenschaftler auf die richtigen Bedingungen für den Start warteten, wurden für mehrere Stunden am Tag Flugbeschränkungen verhängt.
Anders als bei den Starts im April musste das Poker Flat-Team außerdem zwei Hubschrauber in Coldfoot bereithalten, um die Nutzlasten innerhalb von 24 Stunden zu bergen.
„Ich freue mich darauf, in Zukunft weitere Solararbeiten zu sehen, da Poker die einzigartige Qualifikation hat, auf ein Ereignis zu warten und eine Nutzlast zu bergen, damit sie renoviert und erneut geflogen werden kann“, sagte Rich. „Es gibt nur wenige Stände, die landbasiert sind, und diese haben Terminprobleme, die es schwierig machen, tage- oder wochenlang auf eine Veranstaltung zu warten.“
Die Starts im April fanden am letzten Tag des 12-tägigen Startfensters statt. Die leitenden Wissenschaftler hatten auf die richtige Art von Sonneneruption gewartet.
Das Warten endete kurz nach 14 Uhr am 17. April, als sie grünes Licht für den Start gaben. Nach Angaben der NASA erreichten die Raketen Höhen von bis zu 168 Meilen und ihre Instrumente konnten die große Sonneneruption beobachten.
Jede Rakete hatte eine eigene Mission.
Der Fokussierende optische Röntgen-Solarkamera Die erste Mission startete um 14:13 Uhr. Die Mission wird von Lindsay Glesener geleitet, einer außerordentlichen Professorin am Institut für Astrophysik der University of Minnesota.
Der Hochauflösender koronaler Imager Mission startete um 14:14 Uhr. Sabrina Savage vom Marshall Space Flight Center der NASA ist die Hauptforscherin der Mission.
Die beiden Starts sammelten Daten für die heliophysikalische Forschung und validierten neue wissenschaftliche Instrumente. Die Heliophysik befasst sich mit der Erforschung der Sonne und ihrer Auswirkungen auf das Sonnensystem, einschließlich der Erde und anderer Planetenkörper.
„Die Teams wurden nervös, nachdem sich die Saisoneröffnung aufgrund einiger technischer Probleme am Pad verzögerte und die Sonne mehrere Tage lang ungewöhnlich ruhig blieb“, sagte Savage. „Aber am vorletzten Tag des offiziellen Fensters bekamen wir unsere Fackel.“
„Beide Starts waren perfekt und beide Experimente beobachteten dieselbe Region zur gleichen Zeit“, sagte sie.
Die beiden Starts waren die letzten der Poker Flat-Saison 2023–24. Zwei weitere Starts fanden an den folgenden Tagen im November statt.
Die erste davon war für die Zerstreuung Mission, die herausfinden wollte, wie geladene Sonnenwindteilchen ihre Energie in der Ionosphäre-Thermosphäre hoher Breiten zerstreuen. Mehdi Benna, Aeronom und Planetenwissenschaftler an der University of Maryland, Baltimore County und am Goddard Space Flight Center der NASA, ist der Hauptforscher des Experiments.
„Wir sind immer noch dabei, die Daten zu verarbeiten und auf wissenschaftliche Ergebnisse zuzugreifen“, sagte Benna Ende April. „Was wir vorerst sagen können, ist, dass alle Instrumente wie vorgesehen funktionierten und Daten sammelten.“
Der außerordentliche Professor Mark Conde vom UAF Geophysical Institute und dem UAF College of Natural Science and Mathematics ist Mitforscher dieses Projekts.
Am folgenden Tag erfolgte der Startschuss Strahl-Plasma-Wechselwirkungsexperiment, bei dem mithilfe eines gepulsten Elektronenstrahls sehr niederfrequente Radiowellen erzeugt wurden. Ziel war es, geladene Teilchen aus dem Weltraum entlang der Erdmagnetfeldlinien in die obere Atmosphäre regnen zu lassen.
Dabei handelt es sich um eine Idee zur Reinigung des erdnahen Weltraums nach einer nuklearen Detonation am Rande der Planetenatmosphäre. Die Säuberung würde den Weltraum für Satelliten sicherer machen.
Bei der Mission kam es jedoch zu einem Fehler in einer Nutzlastkomponente. Der Elektronenstrahl wurde nicht wie vorgesehen kontrolliert.
Reeves sagte, dass der Strahlbeschleuniger selbst und die anderen Komponenten der Mission offenbar wie geplant funktionierten, aber ein Filter, der nur die Injektion eines schmalen Energiebandes in den Weltraum ermöglichen sollte, offenbar versagt habe.
„Das erlaubt uns also nicht, die Theorie der Plasmaphysik wirklich detailliert zu testen“, sagte Geoff Reeves, Chefwissenschaftler der Abteilung für Geheimdienst- und Weltraumforschung am Los Alamos National Laboratory. Reeves ist der Hauptforscher des Experiments.
„Dies war der erste Beschleuniger dieser Art, der im Weltraum geflogen wurde“, sagte er. „Wir wussten, dass es von Natur aus riskant war, und die Mission sollte sowohl technologische als auch wissenschaftliche Ziele verfolgen. Dass das Beschleuniger funktionierte, war aus technischer Sicht großartig.“
Reeves sagte, die Technologie werde verbessert, damit sie in zukünftigen Vorschlägen verwendet werden könne, unter anderem für einen Beam-PIE 2-Vorschlag, den er der NASA für einen Start bei Poker Flat im Jahr 2027 oder 2028 vorlegen werde.
